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Bau einer Alarmanlage
Saliha Bektas
Kurs Naturwissenschaften 8e
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung .................................................................................................... 3
2. Alarmanlagen ............................................................................................. 4
3. Materialien ................................................................................................. 5
3.1 Batterie ...................................................................................................................... 6-7
3.2 Transistor ..................................................................................................................... 8
3.3 Leuchtdiode............................................................................................................ 9-10
3.4 Reed-Kontakt .............................................................................................................. 11
3.5 Widerstand ................................................................................................................ 12
3.6 Elektrischer Summer.............................................................................................. 13
4. Konstruktion..................................................................................... 14-15
5. Bauanleitung............................................................................................. 16
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1. Einleitung
In dem Projekt „Bau einer Alarmanlage“ ist eine Alarmanlage aus
bestimmten Materialien zu bauen. Die Bauanleitung dazu ist
angegeben, wobei das Designe frei zu gestalten ist. Die
Hauptaufgabe bei diesem Projekt ist es, dass die Alarmanlage
funktioniert und die eigenständige Erstellung einer Projektmappe.
Zunächst wird in meiner Mappe allgemeines über Alarmanlagen
beschrieben. Dann erkläre ich welche Materialien genutzt werden
und erkläre diese. Anschließend folgt der Bauplan meiner
Alarmanlage. Daraufhin gehe ich mehr in die innere und äußere
Konstruktion ein. Zum Schluss folgt die Bauanleitung mit der
Schaltzeichnung meiner Alarmanlage.
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2. Alarmanlagen
Alarmanlagen werden heutzutage fast nur
elektronisch betrieben und fast überall
eingesetzt, zum Beispiel in Häuser und
Autos etc. Sie dient zum Objekt- und
Personenschutz. Die Alarmanlage verhindert die Einbrüche, sowie
Überfälle und Diebstähle über ein lautes Signal zur Abschreckung
des Täters und Warnung der betroffenen Personen. Viele
Alarmanlagen leiten den Einbruch mit Hilfe technischer Mittel an
eine hilfeleistende Stelle, wie zum Beispiel der Polizei.
Verschiedene Alarmanlagen:
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3. Materialien
Ich werde in den folgenden Seiten die
Materialien meiner Alarmanlage erläutern.
Hierbei werde ich die Funktionsweisen, den
Aufbau und die Schaltsymbole bekannt machen.
3.1 Batterien
Eine Batterie ist ein
Energiespeicher, der chemische
Energie enthält und als elektrische
Energie abgibt. So ein Speicher wird auch Galvanische Zelle genannt.
Alle Bestandteile einer Rundzelle befinden sich im Metallbecher,
welcher gleichzeitig den Pluspol darstellt. Am Rand befindet sich
eine Schicht Mangan. Dieser Bereich übernimmt die Funktion einer
positiven Elektrode (Kathode), da dort die Elektronen zugeführt
werden. Die Kathode wird von einem
Separator abgetrennt, die die zwei
anliegenden Bereiche abgrenzt. Als
nächstes folgt die negative Anode
also der Bereich, der Elektronen
abgibt. Die Anode besteht aus Zink.
In dem Zink-Gel steckt ein Nagel, auch Kollektor genannt. Der zu
einer Metallplatte an der Unterseite führt. Die Metallplatte fungiert
hier als Minuspol. Außerdem befindet sich zwischen Plus- und
Minuspol ein Isolator. Wird nun einer Batterie an einen Verbraucher
angeschlossen zum Beispiel eine Glühlampe, bewegen sich Elektronen
vom Minuspol über die Lampe zurück zum Pluspol.
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9 Volt Batterieblock:
Der 9Volt Batterieblock ist eine
quaderförmige Batterie, die 9 Volt
enthält. In dem Batterieblock befinden sich sechs
Rundzellen mit einer Spannung von jeweils 1,5 Volt.
Das Schaltsymbol ist bei jeder Batterie gleich, wobei vermerkt wird
wie viel Volt in der Batterie enthält:
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3.2 Transistor
Ein Transistor ist ein Halbleiter. Er wird auch
bipolarer Transistor genannt. Bipolare Transistoren bestehen aus
Silizium (manche auch aus Germanium). Sie werden überwiegend als
Schalter oder Verstärker eingesetzt. Mit einem Transistor kann man
mit wenig Kraft mehr erreichen, als die angewendete Kraft.
Aufbau:
Jeder bipolare Transistor besteht aus drei dünnen
Halbleiterschichten, die übereinander gelegt
sind. Man unterscheidet zwischen einem npnoder pnp-Transistor, dies liegt an der
Schichtenfolge. Die mittlere Schicht ist im
Vergleich zu den beiden anderen Schichten sehr
dünn. Die Schichten sind mit metallischen
Anschlüssen versehen, die aus dem Gehäuse herausführen. Die
Außenschichten des bipolaren Transistors werden Kollektor (C) und
Emitter (E) genannt. Die mittlere Schicht hat die Bezeichnung Basis
(B) und ist die Steuerelektrode oder auch der Steuereingang des
Transistors.
Das Schaltzeichen eines npn-Transistors:
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3.3 Leuchtdiode
Eine Leuchtdiode ist ein Bauteil, die den Strom nur in eine Richtung
durchlässt, also in Durchlassrichtung geschaltet werden kann. Der
Strom wird in die andere Richtung sperrt, also auch in Sperrichtung
betrieben werden kann. Die Diode gehört zur Familie der Halbleiter,
weil sie aus Silizium besteht.
Wenn die Diode in Durchlassrichtung
geschaltet ist d.h. wenn die Diode den
Strom durchlässt, leuchtet die Diode. Wenn
der Pfeil auf dem Schaltzeichen, der Diode,
dieselbe Richtung hat wie der Strom, ist sie
in Durchlassrichtung geschaltet.
Wenn die Diode in Sperrrichtung geschaltet ist
d. h. wenn die Diode den Strom nicht
durchlässt, leuchtet die Diode nicht, denn es
fließt kein Strom. Wenn der Pfeil auf dem
Schaltzeichen, der Diode, nicht dieselbe
Richtung hat wie der Strom, kann der
Stromkreis nicht geschlossen werden und damit
ist sie in Sperrrichtung geschaltet.
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Der Aufbau:
Im Prinzip bestehen Leuchtdioden nur
aus vier wesentlichen Bauteilen. Dem
eigentlichen LED-Chip, einem Reflektor
mit Kontakt zur Kathode, einem
Golddraht als Kontakt zur Anode und
einer Kunststoff-Linse, welche die
anderen Bauteile in sich vereint und
fixiert.
Das Schaltsymbol einer Leuchtdiode:
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3.4 Reed - Kontakt
Bei dem Reed-Kontakt (Reed-Relais) handelt es sich um ein Relais
(elektromechanischer Schalter), der den Kontakt durch ein
magnetisches Feld bestätigt.
Aufbau:
Der Reed-Kontakt besteht aus zwei Kontaktzungen, die aus
magnetischem Material hergestellt sind. Die Kontaktzungen sind
entweder unter Vakuum oder in Schutzgas in ein Glasrohr
eingeschmolzen. Beide Zungen sind
in der Kontaktzone mit Materialien
beschichtet (Rhodium, Ruthenium
etc.).
Funktionsweise:
Bei Annäherung eines ausreichend
starken Magnetfeldes an den ReedKontakt, nehmen beide Kontaktzungen
eine entgegengesetzte magnetische
Polarität an und schließen dadurch den
Kontakt.
Schaltsymbol des Reed-Kontaktes :
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3.5 Widerstand
Ein ohmscher Widerstand ist ein Bauelement, das am häufigsten in
diskreten Schaltungen verwendet wird. Ein Wiederstand behindert
den Stromfluss. Widerstände benutzt man vielfaltig, sei es als
Stromabgrenzung, Spannungsleiter, in Verbindung mit Kondensatoren
und vieles mehr.
Aufbau:
In der Regel werden in der Elektrotechnik Kohle-Widerstände
verwendet. Diese sind aus einem kleinen Keramikkörper, auf der eine
kleine Widerstandsschicht aufgebracht ist. Bei höheren
Widerständen werden diese wendelförmig
aufgebracht(Widerstandsbahn). Zum Schluss wird der
Keramikkörper mit einem Lack versehen und erhält einen genormten
Farbcode.
Funktionsweise:
In elektronischen Schaltungen hat ein
Widerstand verschiedene Aufgaben. Im
Allgemeinen begrenzt er einen
Stromfluss. Mit zwei oder mehr
Widerständen können Spannungen
geteilt werden und damit z.B. ein Teil
der Batteriespannung einem Geräteteil
zugeführt werden. Durch den Farbcode
von Widerständen erkennt man die
jeweilige Stärke.
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3.6 Elektrischer Summer
Als Summer bezeichnet man einen elektrisch
angesteuerten akustischen Signalgeber. Manche
Summer arbeiten elektromagnetisch. Elektromagnetische Summer
verwenden entweder eine Wechselspannung mit einer darauf
abgestimmten Membran oder sie arbeiten nach dem Prinzip des
Wagnerschen Hammers (elektromechanischer Unterbrecher), wie
eine Hupe. Der Summer gibt ein Summ- oder Piepton von sich.
Das Schaltzeichen, des Summers:
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4. Konstruktion
Von oben betrachtet sieht man auf
Hier ist zu erkennen, dass ich die
diesem Bild, wie meine Alarmanlage
Lüsterklemme mit den jeweiligen
eingebaut ist.
Materialien an die Wand befestigt habe.
Auf diesem Bild sieht man, dass ich
einen Nagel, als Verstärker benutzt
habe und den Reed-Kontakt zwischen
die Tür gebaut habe.
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Auf diesem Bild ist zu
Hier leuchtet die Diode nicht auf,
erkennen, dass beim öffnen
da die Tür geschlossen ist.
der Tür die Diode
aufleuchtet.
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5. Bauanleitung
1. Den 100 Ohm (braun/schwarz/braun) Widerstand in die
Klemme 1 und 2 schrauben
2. Den 470 Ohm (gelb/lila/ braun) Widerstand in die Klemme 2
und 6 schrauben.
3. Den Transistor (BC547 C) in die Klemmen 3-4-5 schrauben,
die flache Seite (mit der Aufschrift) schaut dabei nach oben
und die runde Seite nach unten (zum Holz hin)
4. Die Led in die Klemmen 5 und 6 schrauben. Das lange
Beinchen der LED kommt in die Klemme 6 und das kurze
Beinchen in die Klemme 5.
5. Eine Drahtbrücke von Klemme 3 zur Klemme 7 legen
6. Der 6,8 Kilo Ohm Widerstand (blau,grau,rot) wird zwischen
die Klemmen 2 und 4 festgeschraubt
7. Summer: Pluspol in Klemme 1, Minuspolin Klemme 5
8. Die Wäscheklammer oder einen Schalter auf das Holzbrett
leimen, einen Reißnagel mit Kabel in die Wäscheklammer
stecken. Das Kabel an der Klemme 2 anschließen
9. Die Batterie wird mit einem Gummi das an zwei Spax
schrauben befestigt ist auf dem Holzbrett gehalten. Der
plus Pol (rot) wird mit einem Reißnagel an die
Wäscheklammer gelötet. Der Minus Pol (schwarz) wird an
der Klemme 7 fest geschraubt
10.
Reed-Kontakt mit zwei langen Zuleitungen verlöten
11. Zuleitungen des Reed-Kontakts mit Klemmen 7 und 4
verbinden
12.
Kabelbinder um Zuleitungen des Reed-Kontakts und durch
Klemme 8
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Schaltpläne:
Blau: Stromfluss bei geschlossenem Reed-Kontakt
Rot: Stromfluss bei geöffnetem Reed-Kontakt
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